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本章知识梳理
一、知识速览:
1.知道磁体周围存在着磁场.
2.知道磁感线可用来形象地描述磁场,知道磁感线的方向是怎样规定的.
3.知道地球周围有磁场以及地磁场的南、北极.
4.认识电流的磁效应,知道通电导体周围存在着磁场;通电螺线管的磁场与条形磁铁磁场相似.
5.理解电磁铁的特性和工作原理;了解电磁继电器和扬声器的结构和工作原理.
6.了解磁场对通电导体的作用;知道电动机的基本构造.
7.知道电磁感应现象;知道产生感应电流的条件;知道发电机的原理.
知识点1、磁体与磁场
1、判断物体是否具有磁性
(1)任何磁体都有两个磁极,如果磁体被分割成两段或几段后,每一段磁体上仍然有N极和S极。
(2)磁极间的相互作用规律:同名磁极相互排斥,异名磁极相互吸引。
(3)如果两物体相互吸引,则可能只有一个物体有磁性;如果两物体相互排斥,则两物体一定都具有磁性。
2、磁化
(1)使原来不具有磁性的物质获得磁性的过程。一些物体在磁体或电流的作用下会显现磁性,这种现象叫做磁化。
(2)磁化的方法是:拿一个磁铁朝一个方向多次摩擦钢针,这样钢针就能被磁化。
磁铁的磁极离开钢针的那一端与磁铁的磁极相反。
3、磁体的磁性强弱
(1)磁极是指磁体的磁性最强的部位。磁体两端最强,中间最弱。
(2)任何磁体都只有2个磁极,在两个完全相同的磁体的不同磁极上吸着铁钉,两个磁体相互靠近时两铁钉会相互吸引,当两个磁体合在一起时,变成一个大磁体,中间的磁性最弱。
4、磁场和磁感线
(1)磁体周围存在磁场,磁场是一种看不见,而又摸不着的特殊物质。它对放入其中的磁体产生磁力的作用。磁体间的相互作用就是通过磁场发生的。
(2)磁场具有方向性。将一个小磁针放入磁场中任何一点,小磁针北极所指的方向就是该点磁场的方向。磁感线上的箭头表示的方向,即是磁场方向。磁感线的疏与密表示磁场的弱与强。磁体周围的磁感线是从磁体的N极出来,回到S极。
5、地磁场
(1)地球本身就是一个磁体,由地球产生的磁场叫地磁场。地磁场的北极在地球的地理南极附近,地磁场的南极在地球的北极附近。
(2)地球的地理南北极与地磁场南北极的交角称为磁偏角。
(2022秋 张家口期末) ( http: / / www.21cnjy.com" \o "欢迎登陆21世纪教育网" \t "_blank )关于磁场和磁感线,下列说法错误的是( )
A.磁场对放入其中的磁体有力的作用
B.磁体周围的磁感线是从磁体的北极出来,回到南极
C.磁感线是磁体周围空间实际存在的曲线
D.磁场看不见、摸不到,但可以借助小磁针感知它的存在www-2-1-cnjy-com
知识点2、电生磁
1、通电直导线的磁场
(1)通电导线的周围和磁体周围一样也存在磁场,这是电流的磁现象。
(2)电流产生的磁场与电流方向有关,改变电流方向,磁场的方向也随之改变。
(3)直线电流的磁场分布规律:以导线为中心的同心圆,离导线越近,磁场越强。
(4)安培定则:如图所示,用右手握住导线,让大拇指所指的方向跟电流方向一致,那么弯曲的四指所指的方向就是直线电流产生的磁场方向。
电流
2、通电螺线管的磁场
(1)通电螺线管周围的磁场分布与条形磁体的磁场很相似。通电螺线管的两端相当于条形磁体的两极,改变电流方向,螺线管的磁极也发生变化。
(2)安培定则:如图所示,用右手握住螺线管,使四指弯曲与电流方向一致,则大拇指所指的那端就是通电螺线管的北极(N极)。
3、影响电磁铁磁性强弱的因素
(1)电磁铁的磁性强弱与以下因素有关:
①通过线圈的电流大小:线圈匝数相同的情况下,电流越大,电磁铁的磁性越强,电流越小,电磁铁的磁性越弱。
②线圈的匝数:电流大小相同的情况下,匝数越多,电磁铁的磁性越强,匝数越少,电磁铁的磁性越弱。
③有无铁芯:带铁芯的通电螺线管的磁性比不带铁芯的通电螺线管的磁性要强得多(原因是铁芯在磁场中被磁化后相当于一根磁体。通电螺线管产生的磁场与被磁化的铁芯磁场的叠加,就产生了更强的磁场)。
4、电磁铁的应用——电磁继电器
(1)最大优点是可以用低电压来控制高电压,用弱电流来控制强电流。
(2)能表述工作原理及过程:如图是电磁继电器的控制电路,
①当控制电路闭合开关时,电磁铁A产生磁性,吸住铁片B,接通电动机所在的电路,绿灯亮代表电动机在工作。②当低压电源的开关断开时,电磁铁失去了磁性,铁片B在弹簧C的作用下被拉起,使动触点与绿灯触点分离,而与红灯触点接通,电动机停止工作。
(2022秋 大兴区期末) ( http: / / www.21cnjy.com" \t "_blank" \o "欢迎登陆21世纪教育网 )在探究通电螺线管外部的磁场分布情况时,小明按如图1所示连接好实验器材。
(1)开关闭合后, (选填“A”或“B”)端为通电螺线管的N极。
(2)图2是用铁屑研究甲、乙两个磁体外部磁场分布的情形,则图1所示的通电螺线管,其外部的磁场跟图2中的 (选填“甲”或“乙”)的外部磁场相似。
知识点3、电磁的相互作用
1、磁场对通电导体的作用
(1)通电导线在磁场中会受到力的作用,受力方向与磁场方向和电流方向有关:当只改变电流方向或只改变磁场方向时,通电导线受到磁场的力的方向也发生改变;同时反转电流方向和磁场方向时,通电导线受到磁场的力的方向不变。
(2)通电导线在磁场中受到力的大小与磁场强弱、电流大小、导线长短有关:当磁场越强、电流流越大、在磁场中的导线长度越长,受到的力越大。
2、磁场对通电线圈的作用
(1)当通电线圈所在平面与磁感线方向平行时,线圈受到不平衡力的作用,沿顺时针方向转动,ab、cd两导线在磁场中的受力方向相反且不在同一直线上,故会使线圈转动。
(2)当通电线圈所在平面与磁感线垂直时,线圈ab边和cd边受到的力大小相等、方向相反、在同一直线上,此时线圈受力平衡,这是线圈的平衡位置。
(3)当线圈由于惯性越过平衡位置后,ab、cd导线受到的两个力均阻碍线圈继续转动,使它返回平衡位置。要使线圈能继续按原方向转动,只有线圈在越过平衡位置后改变线圈中的电流方向,使ab、cd两导线受到力的方向同时改变。
3、直流电动机
(1)直流电动机是由磁极、线圈、换向器、电刷、定子、转子等部件构成的。
(2)能量转化:电能转化为机械能。
(3)原理:通电线圈在磁场中受力转动的原理制成的。
(4)直流电动机中有换向器(由两个铜质半环组成)。换向器的作用是:当线圈因惯性转过平衡位置时,改变线圈内电流方向,从而改变线圈的受力方向,实现电动机的转子持续转动。
(5)磁场越强、电流越大,线圈中的导线受力越大、转速越快;
(6)直流电动机与交流电动机。直线电动机外“外直内交”、有换向器,而交流电动机“外交内交”、无换向器。
4.电磁感应现象
(1)产生感应电流的条件:①闭合电路; ②一部分导体在磁场中做切割磁感线运动;
(2)当只具备条件时②,导体两端有感应电压但导体中没有感应电流。(3)感应电流的方向与磁场方向、切割磁感线的运动方向有关。
(4)感应电流的大小与与磁场强弱、切割磁感线的速度大小及切割磁感线的导体长度有关。
5.交流发电机
(1)原理:电磁感应。
(2)能量转化:机械能转化为电能。
(3)交流发电机“内交外交”、无换向器,直流发电机“内交外直”、有换向器。
6.动圈式话筒的构造、扬声器
(1)动圈式话筒的工作过程是:声波振动→引起膜片振动→带动线圈振动→线圈切割永久磁体的磁场产生感应电流→经放大传给扬声器→产生声音。2-1-c-n-j-y
(2)原理:电磁感应
(3)场声器的原理:通电导线在磁场中会受到力的作用
(2022秋 新化县期末) ( http: / / www.21cnjy.com" \o "欢迎登陆21世纪教育网" \t "_blank )线圈abcd转动过程中经过图甲、乙位置时,导线ab所受磁场力的方向( )
A.相同,是由于磁场方向、流过ab的电流方向都没改变
B.相同,是由于磁场方向、流过ab的电流方向都改变了
C.相反,是由于流过ab的电流方向相反了
D.相反,是由于磁场方向相反了
知识点4、家庭电路与安全用电
1、家庭电路的正确连接方式
(1)开关与用电器串联,用电器与用电器并联,插座(可移动用电器)与其它用电器并联。
(2)开关应接在火线上。若接在零线上,开关断开后,灯泡不再与火线相连,在更换灯泡或检修电路时较安全。
(3)接插座时:若为两孔插座,则左孔接零线,右孔接火线(“左零右火”);若为三孔插座,则除了下面两个孔分别接零线、火线外,上面的孔要接地线(“左零右火上地”)。
(4)保险丝接在火线上;在准备接大功率用电器的插座前可装保险丝,且保险丝要接在火线上。
(5)能正确将开关、保险丝、电灯、插座等与电源线连接(如图)。
2、三脚插座、三脚插头
(1)三脚步插座与电源线(火线、零线)和地线相连,而三脚插头与用电器相连:与接地孔对应的插脚与用电器的外壳相连,而与其它两孔对应的插脚与用电器正常工作所需导线相连。【出处:21教育名师】
3、测电笔
(1)作用:辨别火线与零线。
(2)构造:由笔尖金属体、电阻、氖管、弹簧、笔尾金属体构成。
(3)作用:辨别火线与零线。
(4)火线与零线间的电压为220V,火线与地线间的电压为220V,零线与地线间没有电压。
只有当笔尖金属体触碰火线且人体接触测电笔的笔尾金属体时,测电笔内的电阻与人体串联形成通路,通过电流使氖管发光。
4、家庭电路常见故障的判断分析
(1)断路:用电器内部断路、火线断路、零线断路、线头脱落、接触不良等;
(2)短路:用电器外导线的短路、用电器内部的短路、火线与零线间短路;
(3)漏电:主要是接线不当而造成火线和其他不应该带电的导电直接或间接接触,容易造成触电事故。
5、安全用电
(1)安全用电的原则:不接触低压带电体,不靠近高压带电体。
(2)人体安全电压:小于等于36V(即不高于36V)。
a.安全电压是一个范围,不是某个电压值。
b.在潮湿情况下,安全电压在24V以下。
(3)触电是由人体通过的电流大于人体能承受的电流或人体两端的电压超过36V,往往是人体接触火线引起的。
(4)触电情况有:
6、与家庭电路有关的电学计算
(1)当人体接触火线触电时,实际是人体处于火线与地线(或零线)间220V的连通电路中,人体与其它用电器是并联关系。【来源:21·世纪·教育·网】
(2)在人体用测电笔接触火线时,测电笔与人体(电阻)串联,两端总电压为220V。
(3)对于家庭电路的任一支路可应用欧姆定律进行计算。
(2022秋 南关区校级期末) ( http: / / www.21cnjy.com" \o "欢迎登陆21世纪教育网" \t "_blank )如图所示的家庭电路图中,白炽灯甲和乙分别标有“220V 40W”、“220V 25W”字样,下列选项中正确的是( )
A.电路中两灯是并联的
B.甲灯的安装和插座的连接都是正确的
C.电路中两灯同时发光时,乙灯更亮一些
D.用试电笔分别正确接触M和N点时,试电笔的氖管均发光
易错点1、区分三种电磁现象
(2022 武江区校级三模)如图所示的充电鞋垫,利用脚跟起落驱动磁性转子旋转,线圈中就会产生电流从而能给鞋面上的电池充电。选项图中与充电鞋垫的工作原理相同的是( )
A.B.C.D.
易错点2、电与磁的作图
某人发现一蓄电池的正负极看不清了,他想判别一下,请你利用电与磁的知识在图中括号处标出电源正负极。(小磁针静止时N、S极如图所示)
易错点3、区分发电机和电动机
如图所示,是某科技实验小组的同学通过实验探究发电机与电动机原理时,设计的装置图,闭合开关S,先将导体ab水平向右移动,导体cd也随之运动起来,可知实验装置左侧ab导体运动时电路中产生 ,ab导体水平向右移动时 能转化是 能,实验装置左侧产生的现象可制成 机,右侧cd导体产生的现象可制成 机。
易错点4、电与磁的实验
(2022 炎陵县模拟)某实验小组在做“电与磁”的实验。
(一)图甲是该小组做“电磁铁的磁性强弱与哪些因素有关”的实验电路图。
(1)图中电磁铁的上端是 极(填“N”或“S”)。
(2)电磁铁下端的的铁钉分布成图甲“发散”状态,这是由于 。
(3)实验中电磁铁的磁性强弱可以通过观察 来确定。
(二)探究磁与电的联系
图乙,灵敏电流表的内部主要由固定的磁铁和可以转动的线圈(与表外指针相连)两大部分组成。他们把两表连接起来(图丙),用手拨动右侧灵敏电流表指针,左侧灵敏电流表的指针也发生了偏转。他们的分析是:拨动右侧电流表的指针,表内线圈在磁场作 运动,产生了感应电流,利用这一原理可制成 机,这样左侧电流表内线圈同时也会有电流,它在 中受到力的作用,带动指针偏转,此时左侧电流表相当于 机。
1.(2022秋 泽州县期末)实验室里,小梦不小心将一条形磁铁从中间断开,断开的两端分别设为甲、乙,如图所示,则下列判断正确的是( )
A.甲端是N极,乙端是S极 B.甲端是N极,乙端是N极
C.甲端是S极,乙端是S极 D.甲端是S极,乙端是N极
2.如图所示,下列说法中错误的是( )
A.这是著名的奥斯特实验
B.图示实验说明了通电导线周围存在磁场
C.将图中导线断开,小磁针N极将指向地磁场的北极
D.改变图中电流的方向,小磁针偏转方向改变
3.(2022秋 新华区校级期末)如图所示是一个利用电磁继电器的温度自动控制装置。关于该装置,下列说法不正确的是( )
A.装置中的温度计使用的水银是导体
B.装置中的电磁铁工作原理与电动机相同
C.电铃响说明温度达到85℃以上
D.灯亮说明温度低于85℃
4.(2022秋 武侯区期末)如图所示,祝融号火星车成功着陆火星后,利用携带的磁强计探测火星磁场情况。磁强计的原理是利用通电线圈与被测磁场之间的相互作用使线圈偏转。图中所示的四个探究实验,能说明磁强计工作原理的是( )
A.B.C.D.
5.(2022秋 莱阳市期末)图甲是发电机原理的示意图,图乙中的“〇”表示导线ab,当它在磁场中分别转动到1~4位置时,运动方向已用箭头标出,图甲中的导线ab,下列说法正确的是( )
A.在位置1时,电路中不会产生感应电流
B.图甲的电路中没有电源
C.在位置3时,电路中不会产生感应电流
D.发电机产生的电流方向不变
6.(2022秋 阳泉期末)小明家的台灯电路图如图所示。晚上小明学习期间台灯突然熄灭,于是小明拿来试电笔,闭合开关后,分别在如图P、M、N、Q四个位置进行测量,试电笔均能发光。则电路故障可能是( )
A.保险丝烧断了 B.M点与N点之间断路
C.N点与Q点之间断路 D.Q点与零线之间断路
7.(2022秋 太原期末)以下有关家庭电路和安全用电的说法正确的是( )
A.用湿布擦插座
B.三孔插座的接地线接在自来水管上
C.发生触电事故,应先切断电源再救治
D.家庭路中的插座与用电器是串联的
8.(2022秋 平城区校级期末)因为不安全用电引起的火灾事故时有发生。家庭电路中,除了用电器总功率 或电路中发生 时导致 过大会引发安全事故外,线路连接处因为接触不良,也容易造成该处的电阻 ,局部过热从而引发火灾。
9.(2022秋 高新区期末)在探究影响电磁铁磁性强弱因素的实验中,小何同学做了如图甲所示的探究,对比此时A、B吸引铁钉的情况,可探究电磁铁磁性强弱与 的关系。随后小何同学利用电磁铁的相关知识,做了小区入口的车辆出入自动控制闸门的模拟装置,如图乙所示,若电源电压下降,栏杆不能抬起。除了更换元件外,请你再写出一种能使栏杆正常抬起的方法: 。
10.(2022 天宁区校级二模)某机器人小组设计了一种传送装置,为避免传送物体的质量过大影响正常工作,当所传送物体质量过大时,红灯会亮进行报警。其工作原理如图所示,在传送装置下方装有压敏电阻R1,R2为保护电阻,R3为变阻器。K为动触点,M、N为静触点。21·cn·jy·com
(1)该装置中的电磁铁是利用电流的 来工作的。
(2)由图可知,甲表为 改装的载重表。(选填“电流表”或“电压表”)
(3)通电时电磁铁的上端是 极。
(4)红灯会亮报警说明压敏电阻的阻值随压力增大而 (选填“增大”或“减小”);
(5)如果把电阻R3接入电路的电阻调小,预警质量将 (选填“变大”或“变小”)。
11.小天同学设计了一种“闯红灯违规证据模拟记录器”,如图甲所示,当光控开关接收到红光时自动闭合,压敏电阻的阻值随压力的变化图象如乙所示,电磁铁的线圈可看成一个定值电阻。2·1·c·n·j·y
(1)观察甲图可知,当有车辆闯红灯时,控制电路中电磁铁的磁性变 ;(选填“强”或“弱”)
(2)当压敏电阻受到1.5N的压力时,电流表的示数为0.04A,当压敏电阻受到2N的压力时,电流表的示数为0.05A,则控制电路中电源电压为 V,线圈的电阻为 Ω。
12.材料:爷爷家的电饭锅不能做饭了,小敏检查发现:电源插头处有烧焦的痕迹。
奶奶埋怨爷爷:“每次做完饭都让你把插头从插座上拔下来,而你从电饭锅连接口拔出就算完事,插头总在插座上插着,看,烧坏了吧!”
爷爷辩解道:“插头不是在做完饭后烧坏的,从锅上拔出后就没电了!”
奶奶:“没电?没电你摸摸,不电死你才怪!”
.....
思考:爷爷说的“没电”?奶奶认为的“有电”?插头烧热的原因可能是……
结合你所掌握的科学知识,请给爷爷和奶奶一个合理的解释以及安全用电的建议。
13.(2022春 拱墅区校级期中)如图所示为一款利用高温水内气熨烫衣服的便携式挂烫机,它的正常工作电压为220V,有两个加热挡位。设计师最初设计的内部电路有如图所示的甲、乙两种接法(图中开关可逆时针转动,分别与“1”“2”触点接触时连通电路),其中电热丝R1=60Ω,R2=44Ω。
(1)使用挂烫机,插入三孔插座,是为了让其金属外壳与 相连。
(2)熔断器要用到保险丝,保险丝的选取原则是其额定电流 (选填“大于”、“小于”、“等于或略小于”或“等于或略大于”)用电器中的正常工作电流;
(3)已知熔断器里保险丝允许通过的最大电流为8A,请通过计算说明甲、乙哪种电路符合设计师的选择(保险丝电阻忽略不计)。(计算结果保留一位小数)
14.(2022秋 石门县期末)如图所示,为“探究通电直导线周围的磁场方向与电流方向的关系”的电路图。在与直导线垂直的平面上放置几个小磁针。根据实验现象回答下面问题。
(1)电键断开时,所有的小磁针N极的指向为 ;
(2)电键闭合时,发现所有的小磁针都发生了 ;
(3)将电源的正负极对调,与(2)中的现象相比,发现小磁针N极的 发生了变化;
(4)从上述的现象中,可以初步得出结论:
i直导线不通电流时, 产生磁场(选填“会”或“不会”);
ii通电直导线周围的磁场方向与电流的方向 (选填“有关”或“无关”)。
15.(2022秋 锦江区期末)利用如图所示的装置进行电与磁的相关实验:
(1)利用该装置探究“磁场对电流的作用”:
①应将开关与接线柱 (选填“2”或“3”)接通;
②为使导体ab运动加快,可将滑动变阻器的滑片向 (选填“左”或“右”)移。
(2)将开关反方向闭合,利用该装置探究“产生感应电流的条件”:
①保持磁体不动,若导体ab水平向右运动,灵敏电流计指针向左偏转;若要使灵敏电流计的指针向右偏转,可以 (选填“A”或“B”);21教育网
A.对调磁体的磁极,导体ab向左运动
B.磁体不动,将导体ab向左运动
②此时,电路中的 相当于电源。
零线
火线
零线
火线
地线
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本章知识梳理
一、知识速览:
1.知道磁体周围存在着磁场.
2.知道磁感线可用来形象地描述磁场,知道磁感线的方向是怎样规定的.
3.知道地球周围有磁场以及地磁场的南、北极.
4.认识电流的磁效应,知道通电导体周围存在着磁场;通电螺线管的磁场与条形磁铁磁场相似.
5.理解电磁铁的特性和工作原理;了解电磁继电器和扬声器的结构和工作原理.
6.了解磁场对通电导体的作用;知道电动机的基本构造.
7.知道电磁感应现象;知道产生感应电流的条件;知道发电机的原理.
知识点1、磁体与磁场
1、判断物体是否具有磁性
(1)任何磁体都有两个磁极,如果磁体被分割成两段或几段后,每一段磁体上仍然有N极和S极。
(2)磁极间的相互作用规律:同名磁极相互排斥,异名磁极相互吸引。
(3)如果两物体相互吸引,则可能只有一个物体有磁性;如果两物体相互排斥,则两物体一定都具有磁性。
2、磁化
(1)使原来不具有磁性的物质获得磁性的过程。一些物体在磁体或电流的作用下会显现磁性,这种现象叫做磁化。
(2)磁化的方法是:拿一个磁铁朝一个方向多次摩擦钢针,这样钢针就能被磁化。
磁铁的磁极离开钢针的那一端与磁铁的磁极相反。
3、磁体的磁性强弱
(1)磁极是指磁体的磁性最强的部位。磁体两端最强,中间最弱。
(2)任何磁体都只有2个磁极,在两个完全相同的磁体的不同磁极上吸着铁钉,两个磁体相互靠近时两铁钉会相互吸引,当两个磁体合在一起时,变成一个大磁体,中间的磁性最弱。
4、磁场和磁感线
(1)磁体周围存在磁场,磁场是一种看不见,而又摸不着的特殊物质。它对放入其中的磁体产生磁力的作用。磁体间的相互作用就是通过磁场发生的。
(2)磁场具有方向性。将一个小磁针放入磁场中任何一点,小磁针北极所指的方向就是该点磁场的方向。磁感线上的箭头表示的方向,即是磁场方向。磁感线的疏与密表示磁场的弱与强。磁体周围的磁感线是从磁体的N极出来,回到S极。
5、地磁场
(1)地球本身就是一个磁体,由地球产生的磁场叫地磁场。地磁场的北极在地球的地理南极附近,地磁场的南极在地球的北极附近。
(2)地球的地理南北极与地磁场南北极的交角称为磁偏角。
(2022秋 张家口期末) ( http: / / www.21cnjy.com" \o "欢迎登陆21世纪教育网" \t "_blank )关于磁场和磁感线,下列说法错误的是( )
A.磁场对放入其中的磁体有力的作用
B.磁体周围的磁感线是从磁体的北极出来,回到南极
C.磁感线是磁体周围空间实际存在的曲线
D.磁场看不见、摸不到,但可以借助小磁针感知它的存在
【思路点拨】(1)磁场的基本性质是对放入其中的磁体有力的作用;
(2)对于磁体的外部,磁感线是从N极指向S极,对于磁体内部,磁感线是从S极指向N极;
(3)磁感线是不存在的,是为了研究方便假想的一些有方向的曲线;
(4)据课本可知,磁场看不见摸不着,但可以借助小磁针感知它的存在,这是典型的转换法。www-2-1-cnjy-com
【尝试解答】:A、据磁场的基本性质可知,磁场对放入其中的磁体有力的作用,故A正确;
B、磁体周围的磁感线是从磁体的北极出来,回到南极,故B正确;
C、磁感线是不存在的,是为了研究方便假想的一些有方向的曲线,故C错误;
D、磁场看不见摸不着,但可以借助小磁针感知它的存在,这是转换法的应用,故D正确。
故选:C。
【答案】C
知识点2、电生磁
1、通电直导线的磁场
(1)通电导线的周围和磁体周围一样也存在磁场,这是电流的磁现象。
(2)电流产生的磁场与电流方向有关,改变电流方向,磁场的方向也随之改变。
(3)直线电流的磁场分布规律:以导线为中心的同心圆,离导线越近,磁场越强。
(4)安培定则:如图所示,用右手握住导线,让大拇指所指的方向跟电流方向一致,那么弯曲的四指所指的方向就是直线电流产生的磁场方向。
电流
2、通电螺线管的磁场
(1)通电螺线管周围的磁场分布与条形磁体的磁场很相似。通电螺线管的两端相当于条形磁体的两极,改变电流方向,螺线管的磁极也发生变化。
(2)安培定则:如图所示,用右手握住螺线管,使四指弯曲与电流方向一致,则大拇指所指的那端就是通电螺线管的北极(N极)。
3、影响电磁铁磁性强弱的因素
(1)电磁铁的磁性强弱与以下因素有关:
①通过线圈的电流大小:线圈匝数相同的情况下,电流越大,电磁铁的磁性越强,电流越小,电磁铁的磁性越弱。
②线圈的匝数:电流大小相同的情况下,匝数越多,电磁铁的磁性越强,匝数越少,电磁铁的磁性越弱。
③有无铁芯:带铁芯的通电螺线管的磁性比不带铁芯的通电螺线管的磁性要强得多(原因是铁芯在磁场中被磁化后相当于一根磁体。通电螺线管产生的磁场与被磁化的铁芯磁场的叠加,就产生了更强的磁场)。
4、电磁铁的应用——电磁继电器
(1)最大优点是可以用低电压来控制高电压,用弱电流来控制强电流。
(2)能表述工作原理及过程:如图是电磁继电器的控制电路,
①当控制电路闭合开关时,电磁铁A产生磁性,吸住铁片B,接通电动机所在的电路,绿灯亮代表电动机在工作。②当低压电源的开关断开时,电磁铁失去了磁性,铁片B在弹簧C的作用下被拉起,使动触点与绿灯触点分离,而与红灯触点接通,电动机停止工作。
(2022秋 大兴区期末) ( http: / / www.21cnjy.com" \t "_blank" \o "欢迎登陆21世纪教育网 )在探究通电螺线管外部的磁场分布情况时,小明按如图1所示连接好实验器材。
(1)开关闭合后, (选填“A”或“B”)端为通电螺线管的N极。
(2)图2是用铁屑研究甲、乙两个磁体外部磁场分布的情形,则图1所示的通电螺线管,其外部的磁场跟图2中的 (选填“甲”或“乙”)的外部磁场相似。
【思路点拨】(1)由电源的正负极可判电流方向,利用右手螺旋定则可判出螺线管的N极;
(2)通电螺线管周围的磁场与条形磁体的磁场相似。21cnjy.com
【尝试解答】:(1)由图可知,电流由右端流入,由右手螺旋定则可知螺线管的A端为N极;
(2)通电螺线管周围的磁场与条形磁体的磁场相似,因此图1所示的通电螺线管,其外部的磁场跟图2中的甲的外部磁场相似。
故答案为:(1)A;(2)甲。21·世纪*教育网
【答案】(1)A;(2)甲。
知识点3、电磁的相互作用
1、磁场对通电导体的作用
(1)通电导线在磁场中会受到力的作用,受力方向与磁场方向和电流方向有关:当只改变电流方向或只改变磁场方向时,通电导线受到磁场的力的方向也发生改变;同时反转电流方向和磁场方向时,通电导线受到磁场的力的方向不变。
(2)通电导线在磁场中受到力的大小与磁场强弱、电流大小、导线长短有关:当磁场越强、电流流越大、在磁场中的导线长度越长,受到的力越大。
2、磁场对通电线圈的作用
(1)当通电线圈所在平面与磁感线方向平行时,线圈受到不平衡力的作用,沿顺时针方向转动,ab、cd两导线在磁场中的受力方向相反且不在同一直线上,故会使线圈转动。
(2)当通电线圈所在平面与磁感线垂直时,线圈ab边和cd边受到的力大小相等、方向相反、在同一直线上,此时线圈受力平衡,这是线圈的平衡位置。
(3)当线圈由于惯性越过平衡位置后,ab、cd导线受到的两个力均阻碍线圈继续转动,使它返回平衡位置。要使线圈能继续按原方向转动,只有线圈在越过平衡位置后改变线圈中的电流方向,使ab、cd两导线受到力的方向同时改变。
3、直流电动机
(1)直流电动机是由磁极、线圈、换向器、电刷、定子、转子等部件构成的。
(2)能量转化:电能转化为机械能。
(3)原理:通电线圈在磁场中受力转动的原理制成的。
(4)直流电动机中有换向器(由两个铜质半环组成)。换向器的作用是:当线圈因惯性转过平衡位置时,改变线圈内电流方向,从而改变线圈的受力方向,实现电动机的转子持续转动。
(5)磁场越强、电流越大,线圈中的导线受力越大、转速越快;
(6)直流电动机与交流电动机。直线电动机外“外直内交”、有换向器,而交流电动机“外交内交”、无换向器。
4.电磁感应现象
(1)产生感应电流的条件:①闭合电路; ②一部分导体在磁场中做切割磁感线运动;
(2)当只具备条件时②,导体两端有感应电压但导体中没有感应电流。(3)感应电流的方向与磁场方向、切割磁感线的运动方向有关。
(4)感应电流的大小与与磁场强弱、切割磁感线的速度大小及切割磁感线的导体长度有关。
5.交流发电机
(1)原理:电磁感应。
(2)能量转化:机械能转化为电能。
(3)交流发电机“内交外交”、无换向器,直流发电机“内交外直”、有换向器。
6.动圈式话筒的构造、扬声器
(1)动圈式话筒的工作过程是:声波振动→引起膜片振动→带动线圈振动→线圈切割永久磁体的磁场产生感应电流→经放大传给扬声器→产生声音。2-1-c-n-j-y
(2)原理:电磁感应
(3)场声器的原理:通电导线在磁场中会受到力的作用
(2022秋 新化县期末) ( http: / / www.21cnjy.com" \o "欢迎登陆21世纪教育网" \t "_blank )线圈abcd转动过程中经过图甲、乙位置时,导线ab所受磁场力的方向( )
A.相同,是由于磁场方向、流过ab的电流方向都没改变
B.相同,是由于磁场方向、流过ab的电流方向都改变了
C.相反,是由于流过ab的电流方向相反了
D.相反,是由于磁场方向相反了
【思路点拨】电动机的原理是:通电导线在磁场中受力的作用,其受力的方向与电流的方向和磁场的方向有关,即只要改变一个量,其受力的方向就会改变一次。
【尝试解答】:由于电流从电源的正极出发,故此时图甲中ab的电流方向是由b到a;在图乙中,由于磁场的方向没有改变,电流的方向是由a到b,故此时线圈受力的方向改变。
故选:C。
【答案】C
知识点4、家庭电路与安全用电
1、家庭电路的正确连接方式
(1)开关与用电器串联,用电器与用电器并联,插座(可移动用电器)与其它用电器并联。
(2)开关应接在火线上。若接在零线上,开关断开后,灯泡不再与火线相连,在更换灯泡或检修电路时较安全。
(3)接插座时:若为两孔插座,则左孔接零线,右孔接火线(“左零右火”);若为三孔插座,则除了下面两个孔分别接零线、火线外,上面的孔要接地线(“左零右火上地”)。
(4)保险丝接在火线上;在准备接大功率用电器的插座前可装保险丝,且保险丝要接在火线上。
(5)能正确将开关、保险丝、电灯、插座等与电源线连接(如图)。
2、三脚插座、三脚插头
(1)三脚步插座与电源线(火线、零线)和地线相连,而三脚插头与用电器相连:与接地孔对应的插脚与用电器的外壳相连,而与其它两孔对应的插脚与用电器正常工作所需导线相连。【出处:21教育名师】
3、测电笔
(1)作用:辨别火线与零线。
(2)构造:由笔尖金属体、电阻、氖管、弹簧、笔尾金属体构成。
(3)作用:辨别火线与零线。
(4)火线与零线间的电压为220V,火线与地线间的电压为220V,零线与地线间没有电压。
只有当笔尖金属体触碰火线且人体接触测电笔的笔尾金属体时,测电笔内的电阻与人体串联形成通路,通过电流使氖管发光。
4、家庭电路常见故障的判断分析
(1)断路:用电器内部断路、火线断路、零线断路、线头脱落、接触不良等;
(2)短路:用电器外导线的短路、用电器内部的短路、火线与零线间短路;
(3)漏电:主要是接线不当而造成火线和其他不应该带电的导电直接或间接接触,容易造成触电事故。
5、安全用电
(1)安全用电的原则:不接触低压带电体,不靠近高压带电体。
(2)人体安全电压:小于等于36V(即不高于36V)。
a.安全电压是一个范围,不是某个电压值。
b.在潮湿情况下,安全电压在24V以下。
(3)触电是由人体通过的电流大于人体能承受的电流或人体两端的电压超过36V,往往是人体接触火线引起的。
(4)触电情况有:
6、与家庭电路有关的电学计算
(1)当人体接触火线触电时,实际是人体处于火线与地线(或零线)间220V的连通电路中,人体与其它用电器是并联关系。【来源:21·世纪·教育·网】
(2)在人体用测电笔接触火线时,测电笔与人体(电阻)串联,两端总电压为220V。
(3)对于家庭电路的任一支路可应用欧姆定律进行计算。
(2022秋 南关区校级期末) ( http: / / www.21cnjy.com" \o "欢迎登陆21世纪教育网" \t "_blank )如图所示的家庭电路图中,白炽灯甲和乙分别标有“220V 40W”、“220V 25W”字样,下列选项中正确的是( )
A.电路中两灯是并联的
B.甲灯的安装和插座的连接都是正确的
C.电路中两灯同时发光时,乙灯更亮一些
D.用试电笔分别正确接触M和N点时,试电笔的氖管均发光
【思路点拨】(1)家庭电路中,各插座和各家用电器之间都是并联的;
(2)灯泡的接法:火线直接进入开关,再进入灯泡顶端的金属点;零线直接进入灯泡的螺旋套;三孔插座是“左零右火上接地”;
(3)灯泡的亮度取决于灯泡的实际功率,根据额定电压和额定功率比较出灯泡的电阻大小,由于两个灯泡并联,则根据可比较灯泡的实际功率;
(4)试电笔接触火线时,氖管会发光。
【尝试解答】:A、由图可知,甲灯和乙灯是并列连接的,所以它们是并联的,故A正确;
B、开关控制灯泡时,开关要接在火线和灯泡之间,故甲灯的安装错误,三孔插座是“左零右火上接地”,则插座的连接正确;故B错误;
C、由甲、乙两灯泡的铭牌可知:额定电压相同,甲灯的额定功率较大;根据可知,甲灯的电阻小于乙灯的电阻;由于电路中两灯并联,当同时发光时两个灯泡两端的电压相等,根据
可知,甲灯的实际功率大于乙灯的实际功率,所以甲灯更亮一些;故C错误;
D、据图可知,M点在火线上,所以用试电笔正确接触M点时,氖管会发光;N点在零线上,所以试电笔接触N点时,氖管不发光,故D错误;
故选:A。
【答案】A
易错点1、区分三种电磁现象
(2022 武江区校级三模)如图所示的充电鞋垫,利用脚跟起落驱动磁性转子旋转,线圈中就会产生电流从而能给鞋面上的电池充电。选项图中与充电鞋垫的工作原理相同的是( )
A.B.C.D.
【答案】C
【解答】解:充电鞋垫是利用电磁感应现象制成的,磁性飞轮高速旋转,使线圈切割磁感线,从而产生了感应电流,给鞋面上的充电电池充电;
A、此图是电磁铁,利用的电流的磁效应,故A错误;
B、图中是电流的磁效应,是利用电来获得磁,与充电鞋垫原理无关,故B错误。
C、导体左右运动时,导体做切割磁感线运动,电路中产生感应电流,电流表指针发生偏转,与充电鞋垫原理相同,故C正确;
D、此图反映了通电线圈在磁场中受到力的作用而转动,与充电鞋垫原理无关,故D错误。
故选:C。
易错点2、电与磁的作图
某人发现一蓄电池的正负极看不清了,他想判别一下,请你利用电与磁的知识在图中括号处标出电源正负极。(小磁针静止时N、S极如图所示)
【解答】解:
小磁针静止时N极指向左,由于异名磁极相互吸引,同名磁极相互排斥,可以确定螺线管的左端为S极,右端为N极;
结合图示的线圈绕向,利用安培定则可以确定线圈中的电流方向是从螺线管的右端流入,左端流出,所以电源的右端为正极,左端为负极。
答案如下图所示:
易错点3、区分发电机和电动机
如图所示,是某科技实验小组的同学通过实验探究发电机与电动机原理时,设计的装置图,闭合开关S,先将导体ab水平向右移动,导体cd也随之运动起来,可知实验装置左侧ab导体运动时电路中产生 ,ab导体水平向右移动时 能转化是 能,实验装置左侧产生的现象可制成 机,右侧cd导体产生的现象可制成 机。
【解答】解:(1)当开关闭合后,整个电路是闭合的;外力使导体ab在磁场中运动起来,ab做切割磁感线运动,由此电路中产生了感应电流;这是电磁感应现象;利用此现象制成了发电机,发电机工作时将机械能转化为电能。
(2)导体ab产生的感应电流通过导体cd,由于磁场对电流有力的作用,所以通电导体cd在磁场中受到力的作用而运动起来,利用通电导体在磁场中受力制成了电动机。
故答案为:电流;机械;电;发电;电动。
易错点4、电与磁的实验
(2022 炎陵县模拟)某实验小组在做“电与磁”的实验。
(一)图甲是该小组做“电磁铁的磁性强弱与哪些因素有关”的实验电路图。
(1)图中电磁铁的上端是 极(填“N”或“S”)。
(2)电磁铁下端的的铁钉分布成图甲“发散”状态,这是由于 。
(3)实验中电磁铁的磁性强弱可以通过观察 来确定。
(二)探究磁与电的联系
图乙,灵敏电流表的内部主要由固定的磁铁和可以转动的线圈(与表外指针相连)两大部分组成。他们把两表连接起来(图丙),用手拨动右侧灵敏电流表指针,左侧灵敏电流表的指针也发生了偏转。他们的分析是:拨动右侧电流表的指针,表内线圈在磁场作 运动,产生了感应电流,利用这一原理可制成 机,这样左侧电流表内线圈同时也会有电流,它在 中受到力的作用,带动指针偏转,此时左侧电流表相当于 机。
【答案】(一)(1)N;(2)同名磁极相互排斥;(3)吸引小铁钉的数量;(二)切割磁感线;发电;磁场;电动。21*cnjy*com
【解答】解:(一)(1)由甲图可知,电流从电磁铁上端流入,下端流出,由安培定则可知,电磁铁的上端是N极;21教育名师原创作品
(2)小铁钉被磁化,小铁钉远离铁钉的一端磁性相同,互相排斥,所以下端分散的;
(3)电磁铁吸引小铁钉越多,电磁铁的磁性越强,实验中是通过观察电磁铁吸引小铁钉的多少来比较电磁铁磁性强弱的;
(二)拨动右侧灵敏电流计的指针时,表内线圈在磁场中做切割磁感线运动,产生了感应电流,根据电磁感应原理可制成发电机;
这样左侧灵敏电流计内的线圈同时也会有电流,通电导体在磁场中受到力的作用,带动指针偏转起来,此时左侧电流表相当于电动机。
答案:(一)(1)N;(2)同名磁极相互排斥;(3)吸引小铁钉的数量;
切割磁感线;发电;磁场;电动。
1.(2022秋 泽州县期末)实验室里,小梦不小心将一条形磁铁从中间断开,断开的两端分别设为甲、乙,如图所示,则下列判断正确的是( )
A.甲端是N极,乙端是S极 B.甲端是N极,乙端是N极
C.甲端是S极,乙端是S极 D.甲端是S极,乙端是N极
【解答】解:将条形磁铁从中间断开,它将变成两个磁体,每个磁体都有两个磁极,且总是一个N极和一个S极,故ABC错误,D正确。
故选:D。
2.如图所示,下列说法中错误的是( )
A.这是著名的奥斯特实验
B.图示实验说明了通电导线周围存在磁场
C.将图中导线断开,小磁针N极将指向地磁场的北极
D.改变图中电流的方向,小磁针偏转方向改变
【解答】解:A、据图可知,该实验是用于模拟奥斯特实验的一个场景,故A正确;
B、该实验中,若给导线通电,下面的小磁针会转动,即说明通电导线周围存在着磁场,故B正确;
C、将图中导线断开,小磁针由于地磁场的缘故,即N极将指向地理的北极,而不是地磁的北极,故C错误;
D、由于磁场的方向与电流的方向有关,所以将电池正负极对调后,重新闭合电路,小磁针偏转方向改变,故D正确。【来源:21cnj*y.co*m】
故选:C。
3.(2022秋 新华区校级期末)如图所示是一个利用电磁继电器的温度自动控制装置。关于该装置,下列说法不正确的是( )
A.装置中的温度计使用的水银是导体
B.装置中的电磁铁工作原理与电动机相同
C.电铃响说明温度达到85℃以上
D.灯亮说明温度低于85℃
【解答】解:A、装置中的温度计使用的水银是导体,故A正确;
B、装置中的电磁铁工作原理是利用电流的磁效应,与电动机的工作原理不同,电动机是利用磁场对电流的作用来工作的,故B错误;【版权所有:21教育】
C、当控制电路中的温度达到85℃以上时,控制电路接通,电磁铁中有了电流,电磁铁有了磁性,吸下衔铁,动触点下移,接通电铃电路,电铃响,故C正确;
D、当控制电路中的温度没有达到85℃时,控制电路断开,电磁铁中没有电流,电磁铁失去磁性,弹簧将衔铁拉起来,动触点上移,接通电灯电路,故D正确。
故选B。
4.(2022秋 武侯区期末)如图所示,祝融号火星车成功着陆火星后,利用携带的磁强计探测火星磁场情况。磁强计的原理是利用通电线圈与被测磁场之间的相互作用使线圈偏转。图中所示的四个探究实验,能说明磁强计工作原理的是( )
A.B.C.D.
【解答】解:磁强计是利用通电线圈与被测磁场之间的相互作用使线圈偏转,其原理是通电线圈在磁场中受力转动;
A、该装置中通电导体在磁场中受力运动,故A正确;
B、该装置是奥斯特实验,探究的是电流的磁效应,故B错误;
C、该装置是电磁感应现象,故C错误;
D、该装置是探究影响电磁铁磁性大小的因素,故D错误。
故选:A。
5.(2022秋 莱阳市期末)图甲是发电机原理的示意图,图乙中的“〇”表示导线ab,当它在磁场中分别转动到1~4位置时,运动方向已用箭头标出,图甲中的导线ab,下列说法正确的是( )
A.在位置1时,电路中不会产生感应电流
B.图甲的电路中没有电源
C.在位置3时,电路中不会产生感应电流
D.发电机产生的电流方向不变
【解答】解:AC.由图知磁感线方向水平向右,而导线在位置1时的运动方向与磁感线方向平行,不切割磁感线,不能产生感应电流;导线在位置2、3、4时都切割磁感线,能产生感应电流,故A正确,C错误;21世纪教育网版权所有
B.发电机的原理是电磁感应现象,将机械能转化为电能,则该装置相当于电源,为小灯泡提供电能,故B错误;
D.由于导线在不同位置时切割磁感线的方向不同,所以产生感应电流的方向也不同(会变化),故D错误。
故选:A。
6.(2022秋 阳泉期末)小明家的台灯电路图如图所示。晚上小明学习期间台灯突然熄灭,于是小明拿来试电笔,闭合开关后,分别在如图P、M、N、Q四个位置进行测量,试电笔均能发光。则电路故障可能是( )
A.保险丝烧断了 B.M点与N点之间断路
C.N点与Q点之间断路 D.Q点与零线之间断路
【解答】解:台灯突然熄灭,说明电路断路。使用试电笔时,用手接触笔尾的金属体,笔尖接触被检测电线,若测电笔氖管发光,则被检测的电线是火线,否则为零线;测电笔测试图中的P、M、N、Q四点,四点都能使测电笔发光,说明P、M、N、Q与火线连通的,故保险丝不可能烧断,所以故障是零线断路(Q点通过灯泡与火线相连)。故ABC错误,D正确。
故选:D。
7.(2022秋 太原期末)以下有关家庭电路和安全用电的说法正确的是( )
A.用湿布擦插座
B.三孔插座的接地线接在自来水管上
C.发生触电事故,应先切断电源再救治
D.家庭路中的插座与用电器是串联的
【解答】解:A、湿布容易导电,用湿布擦插座,容易引发触电事故,故A错误;
B、为了用电安全,三孔插座的接地线一定要接地,若接在自来水管上,当用电器金属外壳带电时,自来水管也会带电,容易发生触电事故,故B错误;
C、当有人触电时,必须先切断电源,再实施救治,故C正确;
D、家庭电路的电压是220V,用电器的额定电压是220V,只有用电器之间、插座之间、用电器和插座之间并联才能使用电器正常工作,故D错误;
故选:C。
8.(2022秋 平城区校级期末)因为不安全用电引起的火灾事故时有发生。家庭电路中,除了用电器总功率 或电路中发生 时导致 过大会引发安全事故外,线路连接处因为接触不良,也容易造成该处的电阻 ,局部过热从而引发火灾。
【解答】解:(1)引起家庭电路中电流过大的原因是:一是短路,二是过载,即用电器总功率过大。这些可能造成电流过大引发安全事故;
(2)在家庭电路中,导线相互连接处因接触不良,该处的电阻较大,导线连接处与导线串联在电路中,通过的电流相等、通电时间相等,由Q=I2Rt可知,连接处产生的热量较多,往往比别处更容易发热,加速导线老化,甚至引起火灾。
故答案为:过大;短路;电流;变大。
9.(2022秋 高新区期末)在探究影响电磁铁磁性强弱因素的实验中,小何同学做了如图甲所示的探究,对比此时A、B吸引铁钉的情况,可探究电磁铁磁性强弱与 的关系。随后小何同学利用电磁铁的相关知识,做了小区入口的车辆出入自动控制闸门的模拟装置,如图乙所示,若电源电压下降,栏杆不能抬起。除了更换元件外,请你再写出一种能使栏杆正常抬起的方法: 。
【解答】:由图甲A、B可知,两电磁铁的电流相同,线圈匝数不同,吸引大头针的数目不同,故可研究电磁铁磁性与线圈匝数的关系;影响电磁场磁性强弱的因素有电流的大小和线圈的匝数,乙图中可以向上移动滑动变阻器,接入电路中的总电阻会减小,电路中的电流变大,电磁铁磁性增强,能使栏杆正常抬起。21*cnjy*com
故答案为:线圈匝数;向上移动滑动变阻器。
10.(2022 天宁区校级二模)某机器人小组设计了一种传送装置,为避免传送物体的质量过大影响正常工作,当所传送物体质量过大时,红灯会亮进行报警。其工作原理如图所示,在传送装置下方装有压敏电阻R1,R2为保护电阻,R3为变阻器。K为动触点,M、N为静触点。21·cn·jy·com
(1)该装置中的电磁铁是利用电流的 来工作的。
(2)由图可知,甲表为 改装的载重表。(选填“电流表”或“电压表”)
(3)通电时电磁铁的上端是 极。
(4)红灯会亮报警说明压敏电阻的阻值随压力增大而 (选填“增大”或“减小”);
(5)如果把电阻R3接入电路的电阻调小,预警质量将 (选填“变大”或“变小”)。
【解答】解:(1)电流通过电磁铁时,电磁铁具有磁性,所以电磁铁是利用电流的磁效应工作的;
(2)由图可知,甲表串联在电路中,为电流表;
(3)工作时,电流从电磁铁的上面导线流入,利用安培定则判断出电磁铁的下端为S极,上端为N极;
(4)红灯报警时,衔铁被吸引,说明电磁铁的磁性增强,控制电路中的电流变大,则控制电路的总电阻变小,R2是定值电阻,所以压敏电阻R1的阻值减小,即压敏电阻的阻值随压力增大而减小;www.21-cn-jy.com
(5)把电阻R3接入电路的电阻调小,衔铁被吸下时的吸合电流不变;根据欧姆定律可知,衔铁被吸下时的总电阻不变,R3接入电路的电阻变小,根据串联电路的电阻关系可知,压敏电阻的阻值变大,压敏电阻受到的压力变小,报警质量变小。
故答案为:(1)磁效应;(2)电流表;(3)N;(4)减小;(5)变小。
11.小天同学设计了一种“闯红灯违规证据模拟记录器”,如图甲所示,当光控开关接收到红光时自动闭合,压敏电阻的阻值随压力的变化图象如乙所示,电磁铁的线圈可看成一个定值电阻。2·1·c·n·j·y
(1)观察甲图可知,当有车辆闯红灯时,控制电路中电磁铁的磁性变 ;(选填“强”或“弱”)
(2)当压敏电阻受到1.5N的压力时,电流表的示数为0.04A,当压敏电阻受到2N的压力时,电流表的示数为0.05A,则控制电路中电源电压为 V,线圈的电阻为 Ω。
【解答】解:(1)由图甲可知,当有车辆闯红灯时,控制电路接通,控制电路中电磁铁的磁性变强,吸引衔铁,电控照相机拍照;
(2)由图乙可知,当压敏电阻受到1.5N的压力时,R=90Ω,此时电流表的示数为0.04A,
由I=可得,控制电路中电源电压:
U=I(R+R线)=0.04A×(90Ω+R线)﹣﹣﹣﹣﹣①
由图乙可知,当压敏电阻受到2N的压力时,R′=60Ω,此时电流表的示数为0.05A,
由I=可得,控制电路中电源电压:
U=I′(R′+R线)=0.05A×(60Ω+R线)﹣﹣﹣﹣﹣②;
由①②解得:
U=6V,R线=60Ω。
故答案为:(1)强;(2)6;60。
12.材料:爷爷家的电饭锅不能做饭了,小敏检查发现:电源插头处有烧焦的痕迹。
奶奶埋怨爷爷:“每次做完饭都让你把插头从插座上拔下来,而你从电饭锅连接口拔出就算完事,插头总在插座上插着,看,烧坏了吧!”
爷爷辩解道:“插头不是在做完饭后烧坏的,从锅上拔出后就没电了!”
奶奶:“没电?没电你摸摸,不电死你才怪!”
.....
思考:爷爷说的“没电”?奶奶认为的“有电”?插头烧热的原因可能是……
结合你所掌握的科学知识,请给爷爷和奶奶一个合理的解释以及安全用电的建议。
【解答】解:爷爷和奶奶的说法都正确,只是角度不同,爷爷说的“没电”是指插头处电路断开,没有构成回路,所以没有电流;
奶奶认为的“有电”是指有电压,当用手指触摸插头,可能导致火线——人体——大地构成回路,从而触电。
插座烧焦可能是插头处短路、线路老化、电流过大等原因导致发热过多引起的。
安全用电建议:①将插头插入插座时,手不要接触金属插脚;②防止绝缘层老化或破损;③不要用潮湿的手触摸电器、插座和普通开关;④用电器使用后要及时拔下插头;⑤定期检查用电器和线路等。
13.(2022春 拱墅区校级期中)如图所示为一款利用高温水内气熨烫衣服的便携式挂烫机,它的正常工作电压为220V,有两个加热挡位。设计师最初设计的内部电路有如图所示的甲、乙两种接法(图中开关可逆时针转动,分别与“1”“2”触点接触时连通电路),其中电热丝R1=60Ω,R2=44Ω。
(1)使用挂烫机,插入三孔插座,是为了让其金属外壳与 相连。
(2)熔断器要用到保险丝,保险丝的选取原则是其额定电流 (选填“大于”、“小于”、“等于或略小于”或“等于或略大于”)用电器中的正常工作电流;
(3)已知熔断器里保险丝允许通过的最大电流为8A,请通过计算说明甲、乙哪种电路符合设计师的选择(保险丝电阻忽略不计)。(计算结果保留一位小数)
【解答】解:(1)挂烫机属于金属外壳用电器,插入三孔插座,是为了将金属外壳与地线相连,这样即使金属外壳带电,电流会通过地线导入大地,防止造成触电事故的发生;
(2)保险丝选用要合理,应使它的额定电流等于或稍大于电路中的最大正常工作电流;
(3)如果选择甲电路,当开关旋至1、2之间时,电路为R2的简单电路,此时的电路中的电流最大,则电路中的最大电流:I大===5A;
如果选择乙电路,当开关旋至1、2之间时,R1、R2并联,此时电路中电流最大,因并联电路中各支路两端的电压相等,且干路电流等于各支路电流之和,所以,电路中的最大电流:I大′=I1+I2=+=+≈8.6A;
因熔断器里的保险丝允许通过的最大电流为8A,所以,设计师应该选择甲电路。
故答案为:(1)大地;(2)等于或略大于;(3)见解析。
14.(2022秋 石门县期末)如图所示,为“探究通电直导线周围的磁场方向与电流方向的关系”的电路图。在与直导线垂直的平面上放置几个小磁针。根据实验现象回答下面问题。
(1)电键断开时,所有的小磁针N极的指向为 ;
(2)电键闭合时,发现所有的小磁针都发生了 ;
(3)将电源的正负极对调,与(2)中的现象相比,发现小磁针N极的 发生了变化;
(4)从上述的现象中,可以初步得出结论:
i直导线不通电流时, 产生磁场(选填“会”或“不会”);
ii通电直导线周围的磁场方向与电流的方向 (选填“有关”或“无关”)。
【解答】解:(1)电键断开时,小磁针受到地磁场的作用,所有的小磁针N极的指向为北;
(2)电键闭合时,通电直导线周围会产生磁场,小磁针受到通电直导线磁场的作用发生偏转;
(3)将电源的正负极对调,与(2)中的现象相比,通电直导线周围磁场的方向发生了变化,小磁针的受力方向发生变化,小磁针N极的偏转方向发生变化;
(4)有上述实验现象可知:
i直导线不通电流时,不会产生磁场(选填“会”或“不会”);
ii通电直导线周围的磁场方向与电流的方向有关。
故答案为:(1)北;(2)偏转;(3)偏转方向;(4)i 不会;ii 有关。
15.(2022秋 锦江区期末)利用如图所示的装置进行电与磁的相关实验:
(1)利用该装置探究“磁场对电流的作用”:
①应将开关与接线柱 (选填“2”或“3”)接通;
②为使导体ab运动加快,可将滑动变阻器的滑片向 (选填“左”或“右”)移。
(2)将开关反方向闭合,利用该装置探究“产生感应电流的条件”:
①保持磁体不动,若导体ab水平向右运动,灵敏电流计指针向左偏转;若要使灵敏电流计的指针向右偏转,可以 (选填“A”或“B”);21教育网
A.对调磁体的磁极,导体ab向左运动
B.磁体不动,将导体ab向左运动
②此时,电路中的 相当于电源。
【解答】解:(1)若利用该装置探究“通电导体在磁场中受力”,必须要有电源,应将开关的接线柱1与3接通;磁场强度一定,为使导体ab运动加快,可将滑动变阻器的滑片向右移,增大导体ab中的电流;
(2)若保持磁体不动,将导体ab水平向右运动,灵敏电流计指针向左偏转;若要使灵敏电流计的指针向右偏转,可以将磁体的磁极对调或导体ab向左运动,两者不能同时改变,故B正确;此时导体ab相当于电源。
故答案为:(1)3;右;(2)B;导体ab。
零线
火线
零线
火线
地线
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